Desenvolvida pela ITU-T, cenário de evolução para a B-ISDN (RDIS de
banda larga).
Destinada à utilização em LANs, MANse WANs.
Tecnologia cara quando comparada com tecnologias concorrentes.
Tecnologia atraente para ambientes MAN e WAN pois:
– Utiliza de forma eficiente e dinâmica os recursos da rede.
– Permite a integração de tráfego de características diferentes.
– Permite garantir qualidade de serviço.
Versão muito simplificada de transferência em modo de pacote.
– não é suportado controlo de fluxo nem correção de pacotes perdidos, adotando-se ainda pacotes de comprimento fixo (células) para permitir a operação a grande velocidade.
Baseada na comutação de células de 53 bytes (5 de cabeçalho + 48 de dados).
– limita os atrasos de empacotamento e nas filas de espera.
– reduz a complexidade das filas de espera.
– simplifica as estruturas de comutação.
Integração de todos os serviços numa só rede
Célula
As unidades de Informação (framese packets) que circulam pelas redes possuem duas características básicas:
– Tamanho variável para adaptar eficientemente a quantidade de dados a ser transmitida;
– Tamanho máximo muito grande, tipicamente maior que 1 k.
A principal dificuldade em tratar packetse framesestá no facto do tamanho ser variável.
A ideia de trabalhar com UI de tamanhos fixos, chamadas de "células" é atraente pois os equipamentos usados para juntar ou partilhar fluxos de informação, chamados multiplexadores, possuem uma eletrónica capaz de manipular células com facilidade e rapidez.
Qual o tamanho da célula?
Este foi um dos principais temas de discussão em meados dos anos 80, particularmente pela International Telegraph and Telephone Consultative Committee — CCITT.
Cada célula deve conter duas partes:
– Um cabeçalho (cellheader) que caracterize a origem, o destino e demais parâmetros relevantes
– Uma segunda parte contendo os dados propriamente dito (payload).
Foram sugeridos dois tamanhos:
– Os europeus propuseram 4+32 bytes;
– Os americanos 5+64 bytes de headere payloadrespetivamente.
Sem uma explicação tecnicamente razoável, foi escolhido um tamanho intermédio: 5+48 bytes, o que nos leva a famosa célula de 53 bytes, número primo e sem nenhuma relação com a estrutura de registos das CPUs, que foi definida em 1988.
Uma característica do ATM é o uso de células de comprimento fixo ao invés de pacotes de tamanho variável utilizado pela tecnologia Ethernet.
A célula ATM é composta de 53 bytes, sendo 5 destinados ao cabeçalho (header) e 48 aos dados (payload).
Célula ATM
Célula —Vantagens e desvantagens
Vantagem: maior facilidade de tratamento dado por hardwares baseados em switches, quando comparado framesde tamanhos variáveis.
Desvantagem: na maior quantidade de cabeçalhos provocando um enorme overheadno meio de transmissão chamado de "celltax". Em conexões de alta velocidade isto é pouco relevante, ao contrário de circuitos mais lentos como 56-64kb/s.
Circuitos Virtuais (Virtual Circuits—VC)
Significa caminhos contínuos onde circulam os diversos fluxos de dados.
Quando um destes fluxos existem num VC, uma conexão está em funcionamento.
Em redes do tipo Ethernet e TokenRing este conceito não é utilizado.
Vantagens:
– As características do VC são definidas antes do seu estabelecimento;
– Pode ser atribuído ao VC uma largura de banda fixa ou pelo menos um mínimo;
– A utilização de VCspara fluxo de dados otimizam a utilização de buffers.
– VCssimplificam o processo de construção de switchesrápidos. VCssão criados para conexão entre switchese assim as células do fluxo entre eles são identificadas por números. O processo de identificação realizado pelo equipamento fica assim facilitado baseando-se nestes números que caracterizam cada VC.
O conceito de VC é uma das principais diferenças entre as tecnologias ATM e Ethernet.
Os VCspodem ser definidos dinamicamente, SwitchedVirtual Circuits—SVCs, ou definidos pelo administrador de rede e ficando com uma ligação permanente, PermanentVirtual Circuits—PVCs.
Uma rede ATM é fundamentalmente orientada a conexão. Isto significa que uma conexão virtual deve ser necessariamente estabelecida através da rede ATM antes de qualquer transferência de dados. A tecnologia ATM oferece dois tipos de conexão de transporte que se completam:
Canal virtual -Virtual Channel
– canal de comunicação elementar unidirecional associado a uma conexão de circuito virtual.
– permite o transporte de células ATM entre dois pontos terminais.
– referenciado no cabeçalho de cada célula pelo VCI -Virtual Channel/CircuitIdentifier.
Caminho virtual -Virtual Path
– concatenação de canais virtuais.
– para cada VP existem vários VCs.
– referenciado no cabeçalho da célula pelo VPI -Virtual PathIdentifier.
Canal virtual
Desenvolvido para facilitar a manipulação de circuitos virtuais com a mesma origem e destino.
Pode suportar até 65536 canais virtuais.
Estabelecimento e manutenção de uma comunicação exige a execução de um número considerável de operações:
– Estabelecimento de tabelas de encaminhamento em todos os nós.
– Processamento de etiquetas.
– Tratamento de parâmetros de tráfego e qualidade de serviço.
Camadas ATM
O modelo Open Systems Interconnection — OSI é muito usado para modelar a maioria dos sistemas de comunicação.
A tecnologia ATM também é modelada com a mesma arquitetura hierárquica, entretanto somente as camadas mais baixas são utilizadas.
Assim como no modelo OSI/ISO, a tecnologia ATM também é estruturada em camadas, que substituem algumas ou uma parte das camadas da pilha original de protocolos. Esta estruturação do sistema ATM é dividida em 3 camadas:
– Camada Física — Que consiste no transporte físico usado para transferência de células de um nó para outro. Esta camada é muito flexível no sentido de que pode trabalhar com várias categorias de transporte físico.
– Camada ATM - que possibilita o endereçamento, comutação e encaminhamento das células de acordo com os campos VCI e VPI do cabeçalho.
– Camada de Adaptação ATM
– apenas existe nos sistemas terminais.
– esta camada cuida dos diferentes tipos de tráfego. Existem diferentes tipos de Camada de Adaptação para diferentes tipos de tráfego devido às diferentes características de transmissão de um tráfego específico.
Relação entre modelos
Analogia
Comparação entre o fluxo de informação numa rede ATM e o fluxo de veículos entre cidades
Considerando a célula um veículo, as estradas seriam os VPse as pistas, diferenciadas pela velocidade, os VCs
– Para um carro ir da cidade A para C, pode ir direto, através de VP1 na pista VC5 que garante alta velocidade
– Um autocarro poderá usar a mesma estrada, VP1, porém uma pista mais lenta, VC3, por exemplo
Pode haver a possibilidade de passar pela cidade B
Neste caso teria que usar uma outra estrada, VP2, e uma pista VC3, agora rápida, se for um carro ou VC5, agora lenta, se for um autocarro
De notar que o mesmo VCI foi usado para representar pista lenta e rápida, porém em estradas, VPs, diferentes
Da cidade B até C, outra estrada, VP, seria usada e assim outras pistas, VCs, poderiam ser utilizadas ou não
Protocolos de Interfaces de Rede
Quando uma rede ATM é projetada, vários tipos de conexões são previstas entre um ou mais subsistemas ATM. Estes subsistemas constituintes de uma rede ATM, são interconexões que envolvem redes locais, redes particulares ou ainda, redes públicas.
Estas conexões envolvendo dois ou mais dispositivos ATM definem interfaces/protocolos que são de vários tipos:
– Uma rede ATM consiste num conjunto de switches ATM interligados por ligações ATM ponto a ponto.
– Os interfaces UNI e NNI podem, ambos, serem subdivididas em particular ou pública. Um interface UNI particular/pública interliga um host a um switch de uma rede particular/pública, respetivamente.
– O mesmo se aplica ao interface NNI: particular/pública se a conexão for entre switches de uma mesma rede organizacional particular/pública, respetivamente.
Conclusão —ATM
ATM é um padrão de rede de baixo nível, ou seja, definido ao nível das camadas mais próximas do meio físico de transmissão;
Baseia-se numa tecnologia de desenvolvimento recente e define uma estrutura de camadas próprias, diferente do modelo OSI;
Trata-se de uma tecnologia de transmissão baseada em células. As células são semelhantes a pacotes (packets), mas com um tamanho reduzido e fixo — enquanto os pacotes X.25 ou Frame Relay tem um tamanho que varia em função da quantidade de dados transmitida, as células ATM têm sempre o mesmo tamanho;
O padrão ATM é aplicável a redes de qualquer dimensão (LANs, MANs e WANs);
Estas redes são montadas, portanto, com elevadas larguras de banda (bandwidth) e altas taxas de transmissão;
Com estas taxas de transmissão, as redes ATM possibilitam a transmissão, em simultâneo, de uma gama diversificada de serviços telemáticos, incluindo dados, voz e vídeo (podendo ser em tempo real)
